Mi nombre es Patito, Hidroxia-Patito

«Técnicamente todo es roca, que durante la fosilización substituye al calcio del hueso» dijo Billy Brennan a Cheryl Logan, una estudiante de paleontología en pleno yacimiento. A muchos nos chirrió mucho esta explicaciónida de Jurassic Park III. ¿Cómo que la roca substituye al calcio del hueso? ¿Qué pasa realmente a nivel de componentes en el hueso durante la fosilización?

Bueno, para ello deberíamos hacer un repaso de los componentes del hueso. El tejido óseo es uno de tantos tejidos llamados «duros» que conforman el esqueleto de los vertebrados. Pero no todos los vertebrados tienen hueso, recordemos que los tiburones tienen un esqueleto de cartílago (de ahi que su grupo se llame «condríctios», que significa literalmente «peces de cartílago»). Si no se os ocurren más tejidos duros, tocaros los dientes. Los dientes están formados por dentina y esmalte, dos tejidos mucho más mineralizados (con un mayor porcentaje de mineral) que el hueso.

El hueso está compuesto principalmente por colágeno, que constituye su matriz orgánica, e hidroxiapatito que constituye su porción mineral. Como todo tejido, tiene unas células encargadas de su formación, que se denominan osteoblastos. Los osteoblastos que quedan atrapados en su interior, pasan a formar parte del hueso como su parte «viva» y pasan a llamarse osteocitos. Son particularmente curiosos por su forma alargada y las prolongaciones que tienen a modo de bracitos o tentaculitos. La deposición del hidroxiapatito tiene lugar durante el crecimiento del hueso o su remodelación. Porque si, al principio los huesos crecen en longitud y anchura, pero luego su interior puede remodelarse a lo largo de la vida del individuo. A eso se le llama osificación secundaria, y es típica de animales con metabolismo y crecimiento alto. El apatito (y sus derivados tuneados, como el hidroxiapatito) es birrefringente. Esto quiere decir que es capaz de desdoblar un rayo de luz incidente en dos rayos polarizados de manera perpendicular entre sí. Esta propiedad es muy guay porque te permite visualizar los cristales y su orientación mediante luz polarizada en microscópicos rechulos. Y así, puedes llegar a identificar capas de hidroxiapatito que se han depositado en momentos diferentes (y por lo tanto, con orientaciones diferentes de sus cristales) a través de como polarizan la luz.

¿Qué pasa con todo esto al fosilizar? El proceso de fosilización es muy complejo y depende de cada fósil y de la roca que lo contiene. Sin embargo, de modo general, ¿Qué pasa con el hueso? ¿Qué pasa con su «calcio»? Tras la muerte del animal y la descomposición de sus partes blandas, lo primero que le pasa al hueso es que, con el tiempo, va a perder su componente orgánica (osteocitos y colágeno) y sólo va a quedar su parte inorgánica (el hidroxiapatito). Este hidroxiapatito, normalmente, se transformará en fluorapatito durante la fosilización. El fluorapatito sigue siendo birrefringente, y además, este cambio tiene lugar sin modificar para nada la disposición del mineral original del hueso. Por lo tanto, seremos capaces de observar al microscopio lo mismo. Veremos las lagunas que ocupaban los osteocitos y las capas de apatito depositadas a la vez gracias a esos colores molones al polarizar la luz en un microscopio. La química, por mucho que pueda sonar a chino, na’vi o goa’uld, como todo en la ciencia, es terriblemente sencillo y descriptivo. Por lo tanto, ¿qué puede ver una persona de a pié que cambia entre las palabras «hidroxiapatito» y «fluorapatito»? Que el hidroxi se cambia por flúor. ¿Y qué ha pasado a nivel molecular? Que hemos pasado de Ca(PO4)6(OH)2 a Ca5(PO4)3F. Al margen del número de átomos de cada elemento involucrados en el proceso, el cambio mayor es la pérdida del «grupo hidroxilo» (el «hidroxi») y la ganancia de átomos de flúor.

Así que, señor Brennan, nada de que el calcio del hueso se vaya de paseo. Pero claro, necesitaba una respuesta rápida para seguir ligando con Cheryl…

Esta entrada participa en la XVII edición del Carnaval de Química, que organiza Un geólogo en apuros